CN207096121U - 一种多ccd摄像机同步信号采集装置 - Google Patents

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汤全武
汤哲君
李晨
史崇升
周金龙
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Abstract

本实用新型公开了一种多CCD摄像机同步信号采集装置,它包括光选设备、一级传送带、二级传送带;二级传送带设置于一级传送带的后侧下端;光选设备在两条传送带之间的空隙中呈正四面体排布;一级传送带的后端上方设置有光电传感器;光电传感器的输出端通过导线与同步信号控制器相连接;同步信号控制器的输出端与光选设备相连接;光选设备采集到的马铃薯图像信息通过千兆网卡传送至主控计算机中。本实用新型通过同步信号控制器实现信号的同步触发,具有触发精度高的优点,可以保证拍摄图像的同时性,提高马铃薯表面信息的采集真实性;此外,通过多个摄像机的同步采集,可实现同一区域多个图像无死角同步采集,为全景拼接提供素材。

Description

一种多CCD摄像机同步信号采集装置
技术领域 _
[0001] 本实用新型涉及一种采集装置,尤其涉及一种多CCD摄像机同步信号采集装置。
背景技术
[0002] 马铃薯的自动化分级是促进马铃薯增值的重要途径。机器视觉技术具有实时、客 观、无损等优点,适合对包括马铃薯在内的农产品依据外部品质进行分级。随着机器视觉的 快速发展,最初的单目视觉、双目视觉发展到现在的多目视觉。多目视觉因为可以从更多角 度的观察物体,获得更多的三维信息,越来越受到机器视觉研宄者的关注。但与此同时,增 加摄像机的数目,也就带来多摄像机同步控制的问题。传统的多摄像机的同步控制方式为 软件控制,即通过软件对摄像机进行初始化设置同时发出触发信号,驱动多摄像机同步对 物体进行图像采集。但这种控制方式对于触发信号的要求比较高,因为通过软件发出多路 触发信号,会因为电器和电路本身的原因导致同步的精度很低,即使使用一路触发信号,也 会因为触发线路的延迟造成触发的不同步。 实用新型内容
[0003] 为了解决上述技术所存在的不足之处,本实用新型提供了 一种多CCD摄像机同步 信号采集装置。
[0004] 为了解决以上技术问题,本实用新型采用的技术方案是:一种多CCD摄像机同步信 号采集装置,包括光选设备、一级传送带、二级传送带、同步信号控制器;二级传送带设置于 一级传送带的后侧下端;光选设备分为一号CCD摄像机、二号CCD摄像机、三号CCD摄像机、四 号CCD摄像机;一号CCD摄像机、二号CCD摄像机、三号CCD摄像机、四号CCD摄像机在一级传送 带和二级传送带之间的空隙中呈正四面体排布;
[0005] 一级传送带的后端上方设置有光电传感器;光电传感器的输出端通过导线与同步 信号控制器相连接;同步信号控制器的输出端通过导线分别与一号CCD摄像机、二号CCD摄 像机、三号CCD摄像机、四号C⑶摄像机相连接;
[0006] 一号CCD摄像机、二号CCD摄像机、三号CCD摄像机、四号(XD摄像机采集到的马铃薯 表面图像信息通过四通道的千兆网卡传送至主控计算机中;主控计算机对图像信息进行分 析处理后,向二级传送带后端的马铃薯自动分级装置发出控制信号,实现对马铃薯缺陷及 尺寸的分级。
[0007] 一级传送带的前端与马铃薯汇集输送装置相连接。
[0008] 同步信号控制器还通过导线与主控计算机相连接。
[0009] —级传送带与二级传送带之间的垂直间距为l-10cm。
[0010] 一级传送带、二级传送带的下端分别设置有一号变频电机、二号变频电机。
[0011]本实用新型通过同步信号控制器实现信号的同步触发,具有触发精度高的优点, 可以保证拍摄图像的同时性,提高马铃薯表面信息的采集真实性;此外,通过多个摄像机的 同步采集,可实现同一区域多个图像无死角同步采集,从而为全景拼接提供素材。
附图说明
[0012] 图1为本实用新型的整体结构示意图。
[0013] 图2为同步信号控制器的电路控制原理图。
[0014] 图3为单片机的方波信号流程图。
[0015]图中:1、一号CCD摄像机;2、二号CCD摄像机;3、三号CCD摄像机;4、四号CCD摄像机; 5、一级传送带;6、二级传送带;7、一号变频电机;8、二号变频电机;9、马铃薯;10、千兆网卡; 11、同步信号控制器;12、主控计算机;13、导线;14、CAT网线;15、光电传感器。
具体实施方式
[0016]下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
[0017]如图1所示,本实用新型包括光选设备、一级传送带5、二级传送带6、同步信号控制 器11;二级传送带6设置于一级传送带5的后侧下端;一级传送带5和二级传送带6之间的水 平间距、垂直间距以马铃薯自一级传送带5中抛出后安全降落至二级传送带6上为依据; [0018] 光选设备分为一号CCD摄像机1、二号CCD摄像机2、三号CCD摄像机3、四号CCD摄像 机4; 一号CCD摄像机1、二号CCD摄像机2、三号CCD摄像机3、四号CCD摄像机4在一级传送带5 和二级传送带6之间的空隙中呈正四面体排布,用于在马铃薯降落过程中对其进行全方位 无死角的拍照;CCD摄像机可架设于摄像机支架上。
[0019] 一级传送带5的后端上方设置有光电传感器15;光电传感器15的输出端通过导线 13与同步信号控制器11相连接;同步信号控制器11的输出端通过导线分别与一号CCD摄像 机1、二号CCD摄像机2、三号CCD摄像机3、四号CCD摄像机4相连接;
[0020] 光电传感器15检测到马铃薯从一级传送带5的后端通过并即将开始平抛运动时, 将检测信号实时发送给同步信号控制器11,在同步信号控制器11的控制作用下控制四台 CCD摄像机对抛出的马铃薯进行同步拍照,保证图像信息的同时性;
[0021] 一号(XD摄像机1、二号CCD摄像机2、三号CCD摄像机3、四号CCD摄像机4采集到的马 铃薯表面图像信息通过四通道的千兆网卡10传送至主控计算机12中;主控计算机12对图像 信息进行分析处理后,向二级传送带6后端的马铃薯自动分级装置发出控制信号,实现对马 铃薯缺陷及尺寸的分级。
[0022] 一级传送带5的前端与马铃薯汇集输送装置相连接;一级传送带5的输送速度较马 铃薯汇集输送装置、二级传送带6的输送速度快,便于拉开相邻马铃薯之间的传输距离,方 便拍照,但它们均为匀速运动。
[0023] 同步信号控制器11还通过导线与主控计算机12相连接,同步信号控制器11在接收 到光电传感器15发来的信号之后,在主控计算机12的控制作用下控制四台CCD摄像机进行 同步拍照。
[0024] 一级传送带5与二级传送带6之间的垂直间距为1-lOon,可以保证马铃薯平抛后安 全降落无损伤。
[0025] 一级传送带5、二级传送带6的下端分别设置有一号变频电机7、二号变频电机8,通 过调节变频电机的转速对传送带的传输速度进行调节。
[0026] 一种多CCD摄像机同步信号采集方法,其整体步骤如下: t〇〇27] I、调整一级传送带5与二级传送带6的传输速度,同时调整二者的水平间距及垂直 方向上的起落距离,使马铃薯可以从一级传送带5上抛落至二级传送带6上,并且不会对马 铃薯造成损伤;
[0028] n、当马铃薯到达一级传送带5的末端时,光电传感器15向同步信号控制器11发出 检测信号;同步信号控制器11在接收到检测信号后随即发出同步信号给四台CCD摄像机;四 台CCD摄像机在接收到同步信号后同时启动,对马铃薯进行360 °无死角的图像采集;
[0029] m、四台CCD摄像机在采集到马铃薯表面图像信息后,将得到的图像信息通过CAT 网线14传送给千兆网卡10的数据缓存区;千兆网卡10再将收到的大量图像数据通过PCI接 口输送至主控计算机12中;
[0030] IV、主控计算机12在接收到CCD摄像机采集的图像后,处理出控制信号并发送给马 铃薯自动分级装置,从而实现对马铃薯的损伤和重量分级。
[0031] 本实用新型中的同步信号控制器11由STC89C52单片机、1602液晶显示、放大电路 以及矩阵键盘组成,其电路控制原理图如图2所示。它利用了单片机的定时器模块,产生能 够触发CCD摄像机采集的方波信号,同时由于单片机单独输出的电压不符合相机的触发电 压,使用了放大电路实现对电压的放大,满足对相机对于电压的触发要求。矩阵键盘的主要 作用是实现对方波信号频率以及占空比的设置,1602液晶显示主要是为了实时显示输出的 方波信号的频率以及占空比。
[0032]其中,单片机的方波信号流程图如图3所示。本实用新型通过对单片机的定时功能 设置,实现对高低电平输出时间的控制,进而得到能够触发相机采集的脉冲信号。通过图3 可知,利用单片机查询的方式,实时了解高低电平的计数值是否满足计数要求,加快CPU的 处理时间,实现波形的实时输出。
[0033]本实用新型采用平抛和机器视觉技术的方案实现了对马铃薯整体表面信息的完 整采集,同时控制传送皮带的质量和两条传送带的运动速度的以及水平和垂直方向上的距 离,保证了马铃薯在落下后不会受到太大的冲击,使得马铃薯表面不会受到二次损伤。
[0034]上述实施方式并非是对本实用新型的限制,本实用新型也并不仅限于上述举例, 本技术领域的技术人员在本实用新型的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换, 也均属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

  1. i 一种多CCD摄像机同步信号采集装置,其特征在于:它包括光选设备、一级传送带 (5)、二级传送带⑹、同步信号控制器(11);所述二级传送带⑹设置于一级传送带⑸的后 侧下端;所述光选设备分为—号⑶0摄像机(1)、二号CCD摄像机(2)、三号CCD摄像机(3)、四 号CCD摄像机⑷;所述一号CCD摄像机(1)、二号C⑶摄像机(2)、三号CCD摄像机(3)、四号CCD 摄像机⑷在一级传送带和二级传送带之间的空隙中呈正四面体排布; 所述一级传送带(5)的后端上方设置有光电传感器(15);所述光电传感器(I5)的输出 端通过导线(13)与同步信号控制器(11)相连接;所述同步信号控制器(11)的输出端通过导 线分别与二号CCD摄像机⑴、二号CCD摄像机⑵、三号CCD摄像机⑶、四号CCD摄像机⑷相 连接. 所述一号CCD摄像机(1)、二号CCD摄像机(2)、三号CCD摄像机(3)、四号CCD摄像机⑷采 集到的马铃薯表面图像信息通过四通道的千兆网卡(10)传送至主控计算机(12)中;所述主 控计算机(12)对图像信息进行分析处理后,向二级传送带(6)后端的马铃薯自动分级装置 发出控制信号,实现对马铃薯缺陷及尺寸的分级。 、、
  2. 2. 根据权利要求1所述的多CCD摄像机同步信号采集装置,其特征在于:所述一级传送 带(5)的前端与马铃薯汇集输送装置相连接。 a止a »
  3. 3. 根据权利要求1所述的多CCD摄像机同步信号采集装置,其特征在于:所述同步怡^ 控制器(11)还通过导线与主控计算机(12)相连接。 、士—扼昧
  4. 4. 根据权利要求1或2所述的多CCD摄像机同步信号采集装置,其特征在于:所述一汲传 送带⑸与二级传送带⑹之间的垂直间距为1-l〇cm。 、、
  5. 5. 根据权利要求4所述的多CCD摄像机同步信号采集装置,其特征在于:所述一汲传送 带(5)、二级传送带⑹的下端分别设置有—号变频电机⑺、二号变频电机(8)。
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